Иммунологические основы и методы создания исходного материала пшеницы для селекции на устойчивость к болезням в Поволжье

• Автор: Маркелова, Тамара Сергеевна
• Шифр специальности: 06.01.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 208 с.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1. УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Место и условия проведения опытов

1.2. Материал исследований

1.3. Методы закладки опытов

1.4. Методы фитопатологических оценок устойчивости пшеницы к болезням

1.5. Изучение структуры популяции возбудителя бурой ржавчины пшеницы

2. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ БОЛЕЗНЕЙ ПШЕНИЦЫ В ПОВОЛЖЬЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ СЕЛЕКЦИИ УСТОЙЧИВЫХ К НИМ СОРТОВ

2.1. Бурая листовая ржавчина

2.1.1. Особенности биологии и распространенность в Поволжье

2.1.2. Взаимоотношения растения-хозяина и патогена, как основа исследований состава популяций и поиска источников устойчивости к болезням
2.1.3. Структура и изменчивость популяции бурой ржавчины пшеницы в
Поволжье
2.2. Мучнистая роса
2.2.1. Особенности биологии развития
2.2.2. Структура популяции
2.3. Пыльная головня
2.3.1. Особенности биологии развития
2.3.2. Расовая дифференциация популяции
2.4. Твердая головня
2.4.1. Особенности биологии развития
2.4.2. Структура популяции
2.5. Стратегия селекции на устойчивость к основным болезням
3. СОЗДАНИЕ ИНФЕКЦИОННЫХ ФОНОВ ДЛЯ ФИТОПАТОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ И ОТБОРА БОЛЕЗНЕУСТОЙЧИВЫХ ФОРМ ПШЕНИЦЫ
3.1. Полевые инфекционные питомники
3.2. Оценка на устойчивость к патогенам в условиях искусственного климата
3.3. Новый способ совмещенной оценки пшеницы на устойчивость к двум патогенам

3.4. Оценка и отбор селекционного материала in vitro на устойчивость к бурой ржавчине и мучнистой росе
4. ВЫЯВЛЕНИЕ ДОНОРОВ УСТОЙЧИВОСТИ ПШЕНИЦЫ К БОЛЕЗНЯМ
4.1. Источники устойчивости пшеницы к бурой ржавчине
4.1.1. Скрининг мировой коллекции и сортов отечественной селекции
4.1.2. Идентификация генов устойчивости при помощи тест-клона Р23
4.1.3. Дикие виды и сородичи пшеницы как источники устойчивости к бурой ржавчине
4.2. Источники устойчивости пшеницы к мучнистой росе
4.2.1. Скрининг мировой коллекции и сортов отечественной селекции
4.2.2. Дикие виды и сородичи пшеницы как основной источник генов устойчивости к мучнистой росе
4.3. Источники устойчивости пшеницы к твердой головне
4.4. Источники устойчивости пшеницы к пыльной головне
5. СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ НА УСТОЙЧИВОСТЬ
5.1. Получение гомозиготных линий яровой пшеницы устойчивых к болезням путем интрогрессии генов устойчивости от диких злаков
5.2. Получение линий яровой твердой пшеницы, устойчивых к пыльной
головне
5.3. Создание линий яровой мягкой пшеницы с комплексной устойчивостью к бурой ржавчине, мучнистой росе и пыльной головне
5.4. Получение гомозиготных линий озимой пшеницы с комплексной устойчивостью к бурой ржавчине, мучнистой росе, твердой головне
6. РЕАЛИЗАЦИЯ СХЕМЫ УСКОРЕННОГО СОЗДАНИЯ ЛИНИЙ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ С КОМПЛЕКСНОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ К БОЛЕЗНЯМ В ПРОЦЕССЕ СОЗДАНИЯ СОРТОВ
6.1. Характеристика сорта озимой пшеницы Смуглянка
6.2. Характеристика сорта озимой пшеницы Рубин
ВЫВОДЫ
РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМУ ПРОИЗВОДСТВУ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ЛИТЕРАТУРА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Пшеница, как важнейшая зерновая культура, занимает в Поволжье до 40% посевных площадей. Высокая насыщенность севооборотов пшеницей приводит к ухудшению фитосанитарного состояния агробиоценоза. Возрастает поражение посевов наиболее вредоносными заболеваниями: бурой ржавчиной, мучнистой росой, пыльной и твердой головней, пятнистостями листьев, вирусными болезнями и др.
Изменения климатических условий в регионе, являющиеся наглядными показателями глобального потепления климата, также оказывают значительное влияние на состав фитопатогенного комплекса. Для развития возбудителей заболеваний создаются оптимальные условия - повышенная атмосферная влажность и температурный режим, осадки и т. д.
A.A. Жученко (2000) подчеркивает, что в условиях изменяющегося климата следует учитывать вероятность повышения агрессивности, вирулентности и ареала распространения вредных видов фауны и флоры в различных регионах.
Не менее серьезной причиной возникновения эпифитотий грибных заболеваний на посевах пшеницы является использование в производстве восприимчивых, генетически однородных сортов как озимой, так и яровой пшеницы. С.С. Санин (2003) считает, что в сельскохозяйственном производстве сорт относится к числу важнейших факторов, влияющих на фитосанитарную обстановку на посевах пшеницы, его вклад в формирование урожая достигает 30-70%. Поэтому в системе интегрированной защиты устойчивые к болезням сорта должны занимать особое место.
Возделывание в производстве устойчивых сортов препятствует развитию эпифитотий и существенно улучшает экологическую ситуацию в агробиоценозах, в результате повышается эффективность и сокращаются затраты на проведение химических и агротехнических мероприятий.

Введенные в исследования в 2001 году моногенные линии Lr35, Lr37, Lr38, Lr44 показали, что в популяции имеются вирулентные к ним клоны, то есть число вирулентных генов увеличилось до 39. В настоящее время эффективными генами против бурой ржавчины остаются Lr9 и LrW.
Это свидетельствует о высокой степени вирулентности поволжской популяции Puccinia recondita и необходимости расширения поиска новых эффективных Lr-гснов за счет широкого изучения сортообразцов пшеницы различного географического происхождения, диких видов пшеницы и других злаков.
По данным лаборатории генетики и цитологии НИИСХ Юго-Востока поволжская популяция бурой ржавчины характеризуется также как высоковирулентная. Количество генов вирулентности в ней колеблется от 18 до 29, в зависимости от условий года и сортового разнообразия в регионе (С.Н. Сибикеев, 2002).
Сходная динамика наблюдается в популяции бурой ржавчины Среднего Поволжья (В.В. Сюков, 2003; Е.Д. Коваленко и др., 2001), Центрально-Черноземной зоны (В.В. Плахотник, В.Ш. Курбатова, 2002), Белоруссии (Е.А. Волуевич, A.A. Булойчик, 1995), а также Западной Сибири (Ю.А. Христов, Т.В. Штайнерт, 1999).
В.А. Алфимов, JI.A. Беспалова и О.Ю. Пузырная (2001) отмечают, что краснодарская популяция бурой ржавчины характеризуется отсутствием в ней генов вирулентности, преодолевающих устойчивость сортов, защищенных генами: Lr9, Lrl9, Lr23 uLr24.
JI.K. Анпилогова и Г.В. Волкова (2000) в процессе длительных исследований установили высокую гетерогенность популяции бурой ржавчины на Северном Кавказе. Г енофонд вирулентности гриба характеризуется высоким (от 43 до 89%) содержанием pp-генов: 2с, За, 11, 13, 14в, 17, 22а, 27, 28, 29, 30, 34; низким рр-генов: 18, 21, 23, 24; отсутствием р9 ир19.